JP2014166580A - 人工関節 - Google Patents

Abstract

【課題】改良された大腿骨インプラントステムと、改良された大腿骨インプラント自体と、を提供する。
【解決手段】大腿骨における移植のためのインプラントステム（１，２）であって、前記インプラントステムの近位端部（４）に配置されたベース部分（３）と、前記インプラントステムの遠位端部（６）まで延在しているステム部分（５）と、を備えており、前記ベース部分（３）が使用時に前記大腿骨の切除された端部と係合するための係合手段（７）を有する。そのようなステム（１，２）及び大腿骨頭を備えているインプラント。大腿骨にそのようなインプラントを移植するための方法。
【選択図】図５

Description

本願発明は、実質的に、人工関節に関し、より具体的には、使用時に、切除された大腿骨に適合されることができる大腿骨インプラントに関する。

人工股関節置換術は、大腿骨の髄管内に適合されるインプラントステムの使用を含む。一般的に、そのようなステムは、先細された人工関節１０が、図１に図式的に示されるように、先細された骨１１の髄管内に適合される場合に、最適な固定を達成する。この要求は、実質的に、図２に示されるように、近位の大腿骨部分１３内へ適合された、従来型の人工股関節全置換術のステム１２とともに達成される。

しかしながら、この治療形態は、以下の欠点に悩まされる。
１）それは、大腿骨頭及び大腿骨頚の一部の広範囲にわたる骨切除を必要とする。
２）それは、非生理学的な様態で大腿骨体に荷重を与える状態に導き、遠位の負荷伝達及び近位の大腿骨体のストレス遮蔽に導く。
３）近位の大腿骨体における固定点から所定の距離で、人工関節の大腿骨頭上の負荷点とともに、片持ちばり効果（cantilever effect）が存在するように、全人工股関節置換術
のステムの緩和が存在する場合がある。

若く、活動的な患者に対して、それは今、表面置換として周知である、より保守的な種類の股関節置換術を挿入するために、正規の慣習である。この種類の人工関節は、上述した３つの欠点を多くの部分で克服する。しかしながら、何人かの患者は、図３の参照符号１４で示されるように、嚢胞の破壊により、大腿骨頭の天頂部において主として不良な骨の理由で、股関節の表面置換のために適切ではない。嚢胞の破壊などを有する若い患者に対して、図２に示された標準的な多様性より保守的な種類の股関節置換術のために必要とされる。

骨頭中央切除（mid head resection）手術は、熟練した技術である。大腿骨頭中央切除
手術中に、大腿骨は、大腿骨が、略平坦とされる切除された端部を有するように、切除される。インプラントは、切除された大腿骨内に設置される。インプラントの着座位置が最適化されることは、必須である。しかしながら、存在するインプラントとともに、外科医にとってインプラントが適切に着座されるかどうかを決定することは難しい。インプラントが適切に着座されていない場合に、インプラントのオーバードライブの重大なリスクが存在し、大腿骨の骨折を生じ、可能ならば、回復手術（revision surgery）の必要性を生
じる。

本願発明は、改良された大腿骨インプラントステムと、改良された大腿骨インプラント自体と、を提供する。

本願発明の第１の態様によれば、大腿骨に移植するためのインプラントステムであって、前記ステムの近位端部に配置されたベース部分と、前記ステムの遠位端部まで延在しているステム部分と、を備え、該ベース部分は、使用時に、前記大腿骨の切除された端部を係合するための係合手段を有するインプラントステムを提供する。

前記係合手段は、使用時に、係合手段が大腿骨の切除された端部区域を係合するとの利点を有し、それによって、外科医は、インプラントが大腿骨内で位置されることを知ることができる。すなわち、前記係合手段は、手術中に、外科医を手助けするための停止点を表す。インプラントのベース部分が外科手術中に不正確に位置される場合に、インプラントが最適に位置付けられず、且つインプラントが大腿骨頸を骨折させる場合があるので、これは、重要な鍵を握る。これは、患者に対して明らかに有害であり、且つ回復手術に導く場合がある。

前記係合手段は、上述されるように、外科医のための停止点の表示を主として提供する。該表示は視覚的とされる場合があり、外科医は、前記係合手段が前記大腿骨の切除された端部を適切に係合していることを理解することができる。該表示手段は、触覚的とされる場合があり、外科医は、前記係合手段が前記大腿骨の切除された端部に適切に係合されることを感じることができる。この場合において、外科医は、インプラントが最適に位置され、且つさらなる固着が必要とされないことを知る。

前記インプラントステムの最適な着座位置は、大腿骨頭の中立点とされる。前記着座位置は、前記大腿骨頭の中立点の遠位方向２０ｍｍ又は近位方向２０ｍｍの間で変化してもよい。これは、骨維持（bone preservation）を最小化し、基本的な重要性を明らかにす
る。

前記係合手段はまた、使用時に、前記インプラントステムの遠位移動を防止してもよい。前記係合手段は、前記大腿骨の切除された端部と接触し、それによって、遠位方向において、前記インプラントステムのさらなる移動を防ぐ。

前記係合手段は、骨に負荷を与えることを容易にしてもよい。前記係合手段は、大腿骨の切除された端部と接触し、それによって、大腿骨に負荷を伝達する。

前記係合手段は、前記ステムの長手方向軸に対して略垂直に延在してもよい。例えば、前記係合手段は、前記長手方向軸に対して約９０°で配置されてもよい。

前記係合手段は、垂直面に関して角度範囲を有してもよい。例えば、前記係合手段は、長手方向軸に対して８０°〜１００°で方向付けされてもよい。前記係合手段は、長手方向に対して８５°〜−９５°で方向付けされてもよい。

前記係合手段は、任意の適切な形状とされてもよい。例えば、前記係合手段は、１つ又は複数のフランジとされてもよい。前記係合手段は、１つ又は複数のカラーとされてもよい。前記係合手段は、１つ又は複数のプレートとされてもよい。前記係合手段は、１つ又は複数の放射状ディスク（radial disc）とされてもよい。前記係合手段は、１つ又は複
数のローブ（lobe）とされてもよい。前記係合手段は、１つ又は複数のタブとされてもよい。前記係合手段は、１つ又は複数のリップとされてもよい。

前記係合手段は、前記ベース部分の近位端部の周りに少なくとも部分的に延在してもよい。

前記係合手段は、前記ベース部分の近位端部の周りに延在する単一の係合手段を備えてもよい。

前記係合手段は、前記ベース部分の近位端部の周りに延在する複数の係合手段を備えてもよい。

前記係合手段は、前記ベース部分の近位端部の周りに連続的に延在してもよい。

前記係合手段は、２ｍｍ〜１０ｍｍの幅を有してもよい。前記係合手段は、２ｍｍ〜８ｍｍの幅を有してもよい。前記係合手段は、２ｍｍ〜６ｍｍの幅を有してもよい。前記係合手段は、２ｍｍ〜４ｍｍの幅を有してもよい。

前記ベース部分は、２０ｍｍ〜５０ｍｍの外径を有してもよい。前記ベース部分は、２０ｍｍ〜４０ｍｍの外径を有してもよい。前記ベース部分は、２４ｍｍ〜４２ｍｍの外径を有してもよい。

前記ステムの近位領域は、テクスチャー加工された表面を有してもよい。前記ステムの近位領域は、骨内部成長表面（bone in-growth surface）を有してもよい。例えば、前記
ステムの近位領域は、Ｐｏｒｏｃａｓｔ（登録商標）などの複数のビード（bead）を備えてもよい。前記ステムの近位領域は、ビード又はグリットブラストとされてもよい。

前記ステムの近位領域は、骨内部成長を促進する被覆を有してもよい。該被覆は、ハイドロキシアパタイト（ＨＡ）を備えてもよい。

好ましくは、前記ステムの近位領域は、焼結されたチタニウムビードであり、且つ被覆されたハイドロキシアパタイト（ＨＡ）である。

前記ステムの近位領域は、滑らかな仕上げを有してもよい。前記ステムの近位領域は、複数のブリードなしとされる場合がある。前記ステムの近位領域は、被覆されていない場合がある。

前記ステム部分は、滑らかな表面を有してもよい。

前記ステム部分は、少なくとも１つの非回転手段（anti-rotation means）を備えても
よい。前記非回転手段は、１つ又は複数のブレード、１つ又は複数のフィン、１つ又は複数のフルート、１つ又は複数のスプライン、１つ又は複数のリブ、及び／又は１つ又は複数の溝を備えてもよい。

前記少なくとも１つの非回転手段は、前記ステムの長手方向軸に対して略平行に方向付けられてもよい。

前記非回転手段は、前記ステムの長手方向軸に対して略垂直方向において方向付けられてもよい。

前記非回転手段は、略らせん状の構成で配置されていてもよい。

前記非回転手段はまた、前記インプラントの移動を最小化する／防止する場合がある。

前記ステム部分は、テクスチャー加工された表面を有してもよい。前記ステム部分は、骨内部成長表面を有してもよい。例えば、前記ステム部分は、例えばＰｏｒｏｃａｓｔ（登録商標）などの複数のブリードを備えてもよい。前記ステム部分は、ブリード又はグリットブラスト処理されてもよい。

前記ステムの前記近位端部は、骨内部成長を促進する被覆を有する場合がある。該被覆は、ハイドロキシアパタイト(hydroxyapatite)（ＨＡ）であってもよい。

前記ステム部分は、滑らかな仕上げを有する場合がある。前記ステム部分は、複数のビードなしであってもよい。前記ステム部分は、被覆されない場合がある。

前記ステム部分は、使用時に、適切な生物学的な固定のために、適所に接合される場合がある、又は修正される場合がある。

前記ステム部分は、直線状とされてもよい。

前記ステム部分は、湾曲されてもよい。

本願発明のいくつかの実施形態によれば、前記ステム部分がそこから延在する区域であって、前記区域が、外部表面を有し、円錐状形態又は略円錐状形態であり、前記ステム部分に向けて先細し、前記ベース部分で終端する区域をさらに備えている、第１の態様によるインプラントを提供する。

本願発明のいくつかの実施形態によれば、その最大直径で前記区域は、前記ステムがその中に挿入されるべきである前記切除された大腿骨頭の内径と略同一直径とされる場合がある。

本願発明の好ましい実施形態によれば、前記区域の前記外部表面は、前記係合手段の表面と不連続である。すなわち、好ましくは、前記区域の前記外部表面と前記係合手段の表面との間で不連続性が存在する。例えば、前記区域の前記外部表面と前記係合手段の表面とは、（例えば、図４に見られるように）同一直線上になくてもよい。

本願発明の好ましい実施形態によれば、前記ステム部分がそこから延在する区域であって、該区域が外部表面を有し、該外部表面が円錐状形態又は略円錐状形態であり、該区域が前記ステム部分に向けて先細し、前記ベース部分で終端し、その最大直径で、使用時に前記ステムがその中に挿入されるべきである前記切除された大腿骨頭の内径から離隔して実質的に延在し、前記切除された大腿骨頭の内径と略同一直径である区域をさらに備えている、第１の態様によるインプラントを提供する。

この本願の開示において、「円錐状」との用語は、円錐状又は略円錐状を意味する場合がある。「円錐状」との用語はまた、円錐台又は略円錐台を意味する場合がある。「円錐状」との用語はまた、部分的トロイド（partial toroid）又は略部分的トロイドを意味す
る場合がある。

本願発明のいくつかの実施形態によれば、円錐状区域とステム部分との間に配置された略円筒状区域を提供する。略円筒状区域は、円錐状区域と前記ステム部分に配置された非回転手段と間に配置されてもよい。

円筒状区域は、移植中に、ステムの集中化を手助けする。すなわち、円筒状区域は、インプラントステムの嵌入中に、中心線から離れて「ドリフトしている」ステムのリスクを最小化する。円筒状区域は、ドリフトを解決するように設計され、ステムが切断外形を追従することを可能にする。

本願発明のいくつかの実施形態によれば、円錐状区域とステム部分との間に配置された先細された区域を提供する。前記先細された区域は、前記円錐状区域と前記ステム部分に配置された非回転手段との間に配置されてもよい。

円筒状部分又は先細された部分は、１ｍｍ〜２０ｍｍの長さとされてもよい。円筒状部分又は先細された部分は、５ｍｍ〜１５ｍｍの長さとされてもよい。円筒状部分又は先細された部分は、８ｍｍ〜１２ｍｍの長さとされてもよい。

第１の態様におけるインプラントは、使用時に、モジュラー式大腿骨頭を前記インプラントステムに接続するためのコネクタをさらに備えてもよい。

前記コネクタは、テーパー部／差込口とされてもよい。テーパー部は、前記ステムの近位端部から延在してもよい。テーパー部は、円錐状の外部表面を有してもよい。

テーパー部は、同一工具とともに、インプラントステムの挿入又は引き抜きを可能にするために、その中心から下向きのねじ穴を有する場合がある。

テーパー部は、直径２０ｍｍ〜８０ｍｍなどの寸法範囲におけるモジュラー式大腿骨頭とともに使用するための標準テーパー部とされてもよい。

前記インプラントステムは、任意の適切な材料から形成されてもよい。前記インプラントステムは、金属から形成されてもよい。前記インプラントステムは、ステンレス鋼から形成されてもよい。前記インプラントステムは、チタニウムから形成されてもよい。

前記インプラントステムは、金属合金から形成されてもよい。前記インプラントステムは、チタニウム合金から形成されてもよい。前記インプラントステムは、コバルトクロムから形成されてもよい。

前記モジュラー式大腿骨頭は、任意の適切な材料から形成されてもよい。前記モジュラー式大腿骨頭は、金属から形成されてもよい。例えば、前記モジュラー式大腿骨頭は、チタニウム又はステンレス鋼から形成されてもよい。

前記モジュラー式大腿骨頭は、金属合金から形成されてもよい。例えば、前記モジュラー式大腿骨頭は、コバルトクロムから形成されてもよい。

前記モジュラー式大腿骨頭は、セラミックから形成されてもよい。例えば、前記モジュラー式大腿骨頭は、セラミック材料を含んでいるジルコニウムを備えでもよい。

前記モジュラー式大腿骨頭は、ポリマーから形成されてもよい。例えば、前記モジュラー式大腿骨頭は、ポリエチレン又はポリプロピレンから形成されてもよい。

本願発明の第２の態様によれば、大腿骨における移植のためのインプラントであって、本願発明の第１の態様によるステムと、大腿骨頭と、を備えているインプラントを提供する。

ステムコンポーネントは、必要に応じて、本願発明の第１の態様に関連して上述された特徴のいずれか１つを有する場合がある。

前記大腿骨頭は、前記ステムに解放可能に取り付けられても良い。

前記大腿骨頭は、前記ステムに固定的に取り付けられてもよい。前記インプラントは、単一のコンポーネント、すなわち一体式として製造されてもよい。

前記大腿骨頭は、直径２０ｍｍ〜８０ｍｍの範囲における寸法を有してよい。

前記インプラントは、任意の適切な材料から形成されてもよい。前記インプラントは、金属から形成されてもよい。前記インプラントは、ステンレス鋼から形成されてもよい。
前記インプラントは、チタニウムから形成されてもよい。

前記インプラントは、金属合金から形成されてもよい。前記インプラントは、コバルトクロムから形成されてもよい。

前記大腿骨頭は、セラミックから形成されてもよい。例えば、大腿骨頭は、セラミック材料を含有しているジルコニウムを備えてもよい。

本願発明の第３の態様によれば、大腿骨における移植のためのインプラントであって、インプラントステムであって、前記インプラントステムの近位端部に配置されたベース部分と、前記インプラントステムの遠位端部まで延在しているステム部分と、を備えており、前記ベース部分が使用時に前記大腿骨の切除された端部と係合するための係合手段を有し、前記ステム部分がそこから延在する区域であって、円錐形態又は略円錐形態である外側表面を有し、且つ前記ステム部分に向けて先細し、前記ベース部分で終端し、その最大直径で、使用時に、前記ステムがその中に挿入されるべきである前記切除された大腿骨頭の内径と略同一の直径である区域と、を備えているインプラントステムと、大腿骨頭と、を備えているインプラントを提供する。

前記インプラントステムは、必要に応じて、本願発明の第１の態様に関連して上述された特徴のいずれか１つを有する場合がある。

大腿骨頭コンポーネントは、必要に応じて、本願発明の第２の態様に関連して上述された特徴のいずれか１つを有する場合がある。

本願発明の第４の態様によれば、本願発明の第２の態様による大腿骨における移植のためのインプラントであって、前記ステム部分がそこから延在する区域であって、円錐形態又は略円錐形態である外側表面を有し、前記ステム部分に向けて先細し、且つ前記ベース部分で終端し、その最大直径で、使用時に、前記ステムがその中に挿入されるべきである前記切除された端面から実質的に離隔して延在し、且つ前記端面と略同一の直径である区域とをさらに備えているインプラントを提供する。

前記インプラントは、必要に応じて、本願発明の第１の態様又は第２の態様に関連して上述された特徴のいずれか１つを有する場合がある。

本願発明の第５の態様によれば、大腿骨における移植のためのインプラントであって、インプラントステムであって、前記インプラントステムの近位端部に配置されたベース部分と、前記インプラントステムの遠位端部まで延在しているステム部分と、を備えており、前記ベース部分が使用時に前記大腿骨の切除された端部と係合するための係合手段を有し、前記ステム部分がそこから延在する区域であって、円錐形態又は略円錐形態である外側表面を有し、且つ前記ステム部分に向けて先細し、前記ベース部分で終端し、前記区域の前記外側表面が、前記係合手段の表面と不連続である区域と、を備えているインプラントステムと、大腿骨頭と、を備えているインプラントを提供する。

本願発明の第６の態様によれば、大腿骨における移植のための方法であって、本願発明の第１の態様、第２の態様、第３の態様、第４の態様、又は第５の態様のいずれか１つによるインプラントを準備するステップと、大腿骨を切除するステップと、切除された大腿骨にインプラントを移植するステップと、を備える方法を提供する。

好ましくは、大腿骨頭は、切除される。大腿骨頭は、その中間点で、又はその中間点に近接して切除されることができる。

参照は、例示的な方法によって、添付した図面になされるであろう。

大腿骨の人工関節の最適な固定配置の図式的な図である。 従来型の人工関節全置換術のステムの固定を示している、図１に類似の図で ある。 Ａ−Ａ、Ｂ−Ｂ、及びＣ−Ｃでそれぞれ示される切除レベルの３つの異なる 位置とともに、大腿骨の近位端部を示す図である。 本願発明の実施形態によるインプラントステムを示す図である。 本願発明の実施形態によるインプラントステムを示す図である。 切除された大腿骨における本願発明の実施形態によるインプラントステムを 示す図である。 切除された大腿骨内に移植された本願発明の実施形態によるインプラントス テム及びモジュラー式の大腿骨頭を示す図である。 切除された大腿骨内に移植された本願発明の実施形態によるインプラントス テム及びモジュラー式の大腿骨頭を示す図である。 切除された大腿骨内で移植された本願発明の実施形態による一体式の大腿骨 インプラントを示す図である。 切除された大腿骨内で移植された本願発明の実施形態による一体式の大腿 骨インプラントを示す図である。

図３は、大腿骨１５の近位端部を示す。大腿骨は、大腿骨頭１６を有し、該大腿骨頭１６は、球形であり、且つむしろ半球を形成する。大腿骨体（main shaft of the femur）
１７と大腿骨頭１６を接続する部分は、大腿骨頚１８であり、大腿骨頭１６と大腿骨頚１８との間の移行領域は、参照符号１９で示されるように実質的に滑らかに凹形的に湾曲されている。大腿骨頚の上方境界は大転子２０で終端する一方、大腿骨頚の下方境界は、小転子２１で終端する。

図３において、ラインＡ−Ａは、従来の人工股関節手術のための切除レベルを示し、この区域は、大腿骨頭１６から最も離れた大腿骨頚の端部に向けて得られる。ラインＢ−Ｂは、他の周知な人工股関節手術のための切除レベルを示し、これは、大腿骨の大腿骨頭と大腿骨頚との間の移行領域１９で大腿骨頚を通じて、又は移行領域１９に隣接して大腿骨頚を通じて載置している。

本願発明のインプラントとともに、切除は大腿骨頚１８を通じて所定のレベルで実施されないが、その代わりに大腿骨頭を通じて実施される。それ故に、ラインＣ−Ｃは、本願発明のいくつかの実施形態のための切除レベルを示す。大腿骨頭の基部を通じてラインＣ−Ｃに沿って切除することによって、大腿骨頭と大腿骨頚との間の移行領域における骨は保持され、それ故に、図１に関連して言及した要求を利用するための機会を提供する。

それ故に、人工股関節全置換方法における第１の段階は、大腿骨頭１６を通じて所定のレベルで、例えばラインＣ−Ｃで、大腿骨の近位端部を切除することである。大腿骨頭の基部を通じてこの位置で骨を切除することによって、骨の内部を円錐台の形態、すなわち、着座しているエンジンバルブの形態、に機械加工することを可能にし、この円錐形態又は略円錐形態の空洞が形成され、それ故に、図１に関連して設定された要求を満たす。

図４及び図５は、本願発明のいくつかの実施形態によるインプラントステム（それぞれ参照符号１、２）を示す。インプラントステム１、２は、インプラントステム１、２の近位端部４に配置されたベース部分３を備える。ステム部分５は、インプラントステムの遠位端部６まで延在する。ベース部分３は、使用時に大腿骨の切除端部と係合するための係合手段７を有する。示された実施形態において、係合手段７は、ベース部分３の周囲の周りに延在しているカラーの形態である。

インプラントステム１、２は、円錐状区域８を備え、該円錐状区域８は、ステム部分５に向けて先細し、且つベース部分３で終端する。その最大直径での円錐状区域８は、インプラントステムが使用時に挿入されるべきである切除された大腿骨頭の内径から離隔して実質的に延在し、且つ大腿骨頭の内径と略同一の直径である。

インプラントステム１，２は、円錐状区域８とステム部分５との間に配置された略円筒区域９を備える。略円筒区域９は、移植中に、インプラントステム１、２の集中化（centralisation）を補助する。

インプラントステム１，２は、非回転手段２２を備える。図４及び図５に示された実施形態において、非回転手段２２は、インプラントステムの長手方向軸に対して略平行に方向付けされた複数のブレード／フィンの形態である。

インプラントステム１，２は、インプラントステムに対してモジュラー式大腿骨頭２５（図７及び図８に示す）を接続するためのコネクタ２３を備える。図４及び図５に示された実施形態において、コネクタは、テーパーの形態である。図４のインプラントステム１は、その中心から下向きに、ねじ穴２４を有するテーパー部２３を備える。これは、外科医が同一の工具を使用してインプラントステムを押し込む、又は引き抜くことを可能にする。

図６〜図８は、切除された大腿骨２６内に移植されたインプラントステム１を示す。大腿骨２６は、骨頭切除手順に従って切除される。係合手段７は、切除された大腿骨２６の切除端部２７と係合する。係合手段は、それによって、外科医に停止点を指示する。インプラントステム１は、大腿骨頭がない状態で、図６に示される。インプラントステム１は、モジュラー式大腿骨頭２５が取り付けられた状態で、図７及び図８に示される。図８は、図７におけるインプラントステム以外の、より中立な位置で方向付けられたインプラントステムを示す。

図９及び図１０は、一体式の大腿骨インプラント３０を示す。大腿骨インプラントは、大腿骨頭３２と組み合わせて図４〜８におけるインプラントステムと類似のインプラントステム３１を備える。係合手段７は、切除された大腿骨２６の切除端部２７と係合する。
係合手段は、それによって、外科医に停止点を表す。図１０は、図９における大腿骨インプラント以外の、より中立な位置で方向付けられた大腿骨インプラント３０を示す。

１ インプラントステム
２ インプラントステム
３ ベース部分
４ 近位端部
５ ステム部分
６ 遠位端部
７ 係合手段
８ 円錐状区域
９ 略円筒区域
１０ 人工関節
１１ 骨
１２ 人工股関節全置換術のステム
１３ 大腿骨部分
１４ 天頂部
１５ 大腿骨
１６ 大腿骨頭
１７ 大腿骨体
１８ 大腿骨頚
１９ 移行領域
２０ 大転子
２１ 小転子
２２ 非回転手段
２３ コネクタ、テーパー部
２４ ねじ穴
２５ モジュラー式大腿骨頭
２６ 切除された大腿骨
２７ 切除端部
３０ 一体式の大腿骨インプラント
３１ インプラントステム

Claims (1)

1. 大腿骨における移植のためのインプラントステムであって、
   前記インプラントステムの近位端部で配置されたベース部分と、
   前記インプラントステムの遠位端部に向けて延在しているステム部分と、
   を備えているインプラントステムにおいて、
   前記ベース部分は、使用時に前記大腿骨の切除された端部と係合するための係合手段を有することを特徴とする、インプラントステム。

Images